Nukleosomi med replikacijo

Uvod

Kromatin je kompleks DNA in proteinov. Osnovne strukturne enote kromosoma so nukleosomi. Ti so sestavljeni iz histonskega oktamernega kompleksa, okoli katerega naredi DNA 1,6 obrata, dolgega približno 147 baznih parov.(Li, Burgess, & Zhang, 2012) Osnovna naloga histonov v nukleosomih je zgoščevanje DNA verige v kompaktno strukturo ter omogočanje organizacije DNA v evkromatin in heterokromatin. To je v večini primerov doseženo z metilacijo in acetilacijo histonov, predvsem na lizinskih ostankih. (Whitehouse & Smith, 2013)

Vendar kromatin in z njim nukleosomi niso le stacionarna struktura. Pred vsako celično delitvijo mora celica skozi proces replikacije celotnega genoma, pri čemer nukleosomi predstavljajo oviro za replikacijske vilice. Hkrati imajo histoni pomembno strukturno in funkcionalno vlogo, zato za uspešno replikacijo dednega materiala ni pomembna le natančna podvojitev nukleotidnega zaporedja materinske verige, temveč tudi, da se na obe hčerinski verigi prenesejo informacije, ki jih nosijo histoni.

Raziskovanje dinamike nukleosomov med replikacijo je pokazalo, da se starševski nukleosomi po predhodni disociaciji prerazporedijo po hčerinskih verigah, preostalo pa zapolnijo histoni sintetizirani de novo. Pri tem imajo pomembno vlogo dve skupini proteinov. Prvi so histonski šaperoni, ki omogočajo urejeno izgrajevanje nukleosomov, saj ob vezavi na histone nevtralizirajo njihov naboj in preprečijo nespecifične interakcije z DNA (Mello & Almouzni, 2001). V drugo skupino pa sodijo kromatin preoblikovalni kompleksi, ki s pomočjo hidrolize ATP pretrgajo vezi med histoni in DNA med razgradnjo kromatina ter jih ponovno tvorijo med izgradnjo. (Ransom, Dennehey, & Tyler, 2010)